隧道超挖原因分析及预防措施

公路隧道超挖原因分析及预防、控制措施1.公路隧道超挖原因分析公路隧道超欠挖是指已设计的隧道开挖轮廓线为基准线，实际开挖获得的断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分则称为欠挖。超欠挖通常是由于岩体结构面和开挖临空面的不同组合产生，在隧道开挖过程中，爆破开挖将引起关键块体优势面的抗剪强度小于其滑力时，关键块体就会塌滑或塌落，形成超欠挖。通过对我们正在施工的望安高速公路隧道超欠挖情况调查对超欠挖产生的原因进行分析，得出超欠挖的引起主要受岩体地质条件及开挖施工两大因素影响。1.1岩体工程地质条件影响在爆破开挖过程中，节理特征是影响超欠挖的一个主要因素，这其中包括节理的方位、间距、节理的填充物、岩体的强度以及地应力条件等。1.1.1节理的产状：与隧洞开挖边界相关的节理的产状是在爆破开挖过程中影响的主要因素之一。当节理或断层的走向与隧洞的轴线接近垂直时，其对超欠挖的影响较小，而当节理的走向近乎平行于隧洞的轴线时，对超欠挖的影响较大。当节理走向与隧洞的开挖建议线接近平行进，开挖时岩体将沿节理破裂，而不会沿着原设计的边界线破裂，两组节理的组合将会增大超挖现象的机会，在三组或更多组节理的组合下，这种现象将会增加的更强。当岩层近水平方向上成层发育，而节理垂直发育时，大方量的超欠挖将会在隧洞开挖过程中出现。水平方向的节理将使隧洞顶部变得比较平，倾斜的地层或节理可以改变隧洞的开挖边界的形状，使得隧洞不能形成对称的形状，这样可能造成大方量的超欠挖现象的出现。1.1.2节理间距：节理的间距与岩体超欠挖密切相关，对节理比较密集的岩体进行开挖要通过爆破的方式，同时不出现超欠挖现象是十分困难的，而大块的岩块则比较容易产生大方量的超挖，同时岩体稳定性也取决于有多少组软弱结构面的出现。1.1.3砂岩加泥岩或粘土充填物：充填于节理或断面层的泥岩或粘土对隧道边墙的稳定性是十分不利的，通过爆破使较完整的岩体破裂所需的能量要超过夹层的充填材料所需要的能量，因此在爆破设计时就要充分考虑软弱夹层中充填物对超挖的影响。1.1.4岩体的强度：在一定的条件下，岩体的强度可能成为影响超欠挖方量的重要因素。一般说来，岩体的强度越高，越有可能造成岩体的超挖现象，与节理强度相比岩体完整性是决定超欠挖的主要因素。1.1.5地应力的影响：地应力的方向和主应力比的大小也是影响超挖的主要因素，特别是地应力的大小接近节理化岩体的强度时，其影响更为显著。1.2开挖方法影响公路隧道超欠挖除了岩体工程地质条件影响外也可能是由于不良的爆破设计和不当的开挖方法造成的，尤其是洞壁的不良设计更可能造成超欠挖，但是隧道中心部分的爆破也可能造成周边围岩的破坏，尽管影响范围较小，往往一个比较好的设计由于不好的施工方式也可能造成超欠挖现象。目前，大量的超挖是由于爆破孔的布置方式或者是由于爆破孔未及时按顺序引爆造成的。在隧道爆破过程中爆破能量越大，超挖产生的可能性越大，高速、高强度、高密度的爆破方式都能导致岩体的破坏。通常情况下，爆破的强度系数是影响超欠挖的重要参数，高强度系数可能导致超控，低强度系数导致欠挖。综上所述，隧道超挖是由施工方法与岩体地质条件主、客观因素共同作用的结果。因此，在隧道施工过程中，应从客观实际出发，针对不同的岩体地质条件，采用不同的开挖施工方案并加强施工工艺的控制，就能最大限度减少人为因素造成的超挖。2超欠挖预防及控制措施根据隧道开挖中的超欠挖产生的原因分析，我们可以在预防和控制措施上寻求有效的办法，减少超欠挖的产生。增大一环，造成超挖工程量（挖、运、填、砌）会增加更多，所以不必顶留放大尺寸。2.2.6加强现场施工管理和组织，实现减少超欠挖目的良好的施工管理和组织，对减少超欠挖具有十分现实的意义。在控制隧道超欠控中，建立一个比较完善、系统的质量保证体系，对作业全过程及相关因素实行严格科学的管理是非常重要和必要的。现场管理工作与组织主要指人员组织、作业安排、技术交底、指导，质量检测，反馈以及相就应规章、技术标准的制定等来保证技术的实施。对测量、